平均功率和功率密度
使用此在线计算器将激光平均功率和每脉冲能量转换为平均功率密度/辐照度和平均功率。适用于高斯和平面光束剖面。
平均功率和功率密度计算器如何工作？
平均功率、功率密度（辐照度）和光束大小之间的关系归根结底取决于一件事：激光接收端的表面随着时间的推移会如何变化。对于连续波激光器来说，平均功率是已知的，但对于脉冲激光器来说，需要将每个脉冲的能量乘以每秒的脉冲数。当光束的形状像一顶帽子时，表示功率在表面均匀分布。这意味着，功率密度只是平均功率除以光束横截面的大小。因此，功率密度与光束大小成反比。在激光束的功率强度分布被描述为三维高斯函数（高斯光束）的情况下，其中心的功率密度是直径等于 1/e² 的圆形顶帽形光束的两倍。在这两种情况下，光束都有一定的发散性（请参阅我们的发散性计算器）。这意味着您可以通过拉近或拉远表面与激光光束源的距离来调节表面上的辐照度或平均功率密度。
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公式
激光平均功率公式描述了理论平顶或完美 TEM₀₀ 高斯激光束的行为。因此，它们代表了在实际条件下所获得数值的近似值。此外，测量高斯光束的直径有多种方法。其原因主要在于，只有当半径达到无穷大时，其理论值才会为 0。因此，光束的直径将是无限的。由此，我们选择了使用 1/e² 参数测量的方法。此时，光束直径约为高斯函数最大值一半（FWHM）处测量的全直径的 1.699 倍。1/e² 时，其约占总功率的 86.5%。需要注意的是，对于平顶光束，这些方程可以照常使用，但对于高斯光束，这些方程的右边部分需要乘以系数 2。
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